CN113800474B - 一种高效净化低能耗的工业制氧机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效净化低能耗的工业制氧机，涉及制氧机技术领域，包括主体，所述主体内部四角处皆设置有吸附塔，所述主体内部位于四组吸附塔上方固定设置有固定环。本发明辊轮在凸起块的作用下带动配合架和底筒向下移动一端距离，此时与其对应的吸附塔的连通管被动伸入底筒内部，本发明通过在每一组吸附塔上方皆设置有上述结构，进而在转动环以及凸起块每转动九十度皆可以对一组对应的吸附塔内部通入高压气体进行制氧过程，在其中一组吸附塔内部通入高压气体制氧的同时，其余三组吸附塔则同时分别进行除氮过程，四组吸附塔隔一端时间顺序依次进行制氧，不仅制氧效率较高，而且吸附塔内部除氮更加彻底。

Description

一种高效净化低能耗的工业制氧机

技术领域

本发明涉及制氧机技术领域，具体为一种高效净化低能耗的工业制氧机。

背景技术

制氧机是制取氧气的一类机器，它的原理是利用空气分离技术，首先将空气以高密度压缩再利用空气中各成分的冷凝点的不同使之在一定的温度下进行气液分离，然后进行精馏将其分离成氧和氮，在一般情况下由于它多用于生产氧气所以人们习惯称它为制氧机，由于氧和氮用途很广，因此制氧机在国民经济中也得到广泛的应用，特别是在冶金、化工、石油、国防等工业用得最多。

其中采用分子筛的吸附性能，通过物理原理，以大排量无油压缩机为动力，把空气中的氮气与氧气进行分离，最终得到高浓度的氧气，在制氧机内装填分子筛，在加压时可将空气中氮气吸附，剩余的未被吸收的氧气被收集起来，经过净化处理后即成为高纯度的氧气，分子筛在减压时将所吸附的氮气排放回环境空气中，在下一次加压时又可以吸附氮气并制取氧气，整个过程为周期性地动态循环过程，分子筛并不消耗。

现有技术中往往通过两组吸附塔往复制氧，两组吸附塔往复交替使用，一定程度会使吸附塔内部氮气排除的不够彻底，影响下一次的制氧速度以及氧气纯度，导致整体效率较低，且两组吸附塔往复制氧需要通过外界各种阀门交替往复开启闭合，且阀门大多数通过电控设备对其进行控制，导致整体耗能较高。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种高效净化低能耗的工业制氧机，以解决现有技术中两组吸附塔往复制氧需要通过外界各种阀门交替往复开启闭合，且阀门大多数通过电控设备对其进行控制，导致整体耗能较高，以及吸附塔内部氮气排除的不够彻底的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高效净化低能耗的工业制氧机，包括主体，所述主体内部四角处皆设置有吸附塔，所述主体内部位于四组吸附塔上方固定设置有固定环；

所述固定环外侧固定设置有限位圈，所述固定环外侧设置有与限位圈转动连接的转动环，所述转动环底部一侧固定有凸起块，所述固定环下方四角处皆固定设置有升降板，四组所述升降板外侧皆固定设置有配合架，所述配合架内部皆转动连接有位于转动环底部的辊轮，四组所述配合架底部皆固定设置有底筒；

所述固定环内侧四角处皆设置有一侧贯穿固定环和限位圈且与通孔和气体流动腔相连通的第一通气管，四组所述第一通气管内侧底部连接有波纹管，四组所述波纹管底部外侧皆连接有延伸至底筒内部的第二通气管，四组所述底筒内部顶端固定设置有第一弹簧，所述第一弹簧底部皆固定设置有与底筒底部相配合的密封块。

通过采用上述技术方案，外界高压气体依次通过进气腔、连接管、气体流动腔、通孔、第一通气管、波纹管、第二通气管进入至底筒内部，由于密封块被连通管顶开，进而高压气体进入底筒内部通过连通孔进入至与其相对应的吸附塔内部，进而进行制氧的过程，本发明通过在每一组吸附塔上方皆设置有上述结构，进而在转动环以及凸起块每转动九十度皆可以对一组对应的吸附塔内部通入高压气体进行制氧过程，在其中一组吸附塔内部通入高压气体制氧的同时，其余三组吸附塔则同时分别进行除氮过程，四组吸附塔隔一端时间顺序依次进行制氧，不仅制氧效率较高，而且吸附塔内部除氮更加彻底，又提高了制氧的纯度，且有效的降低了需要外界电控设备对多组阀门进行控制的要求，大大降低了能源消耗。

本发明进一步设置为，所述主体内部顶端中心位置处固定设置有贯穿主体的进气架，所述进气架内部开设有进气腔，所述进气腔内部顶端设置有气体流量检测计，所述进气架一侧设置有进气管，所述进气管底部固定设置有与转动环活动限位连接的固定密封板，所述转动环内部开设有气体流动腔，所述转动环内侧四角处皆设置有与气体流动腔相连通的通孔，且进气腔、气体流动腔和通孔之间相连通。

通过采用上述技术方案，气体流量检测计对气体流量进行监测，当达到外界设定的一组吸附塔一次最大制氧吸氮的能力时，气体流量检测计对电机发出信号，使电机通过转动架带动转动环以及凸起块转动九十度，使高压气体通过下一组底筒对与其对应的吸附塔通入高压气体制氧，固定密封板不影响转动环转动的同时，还可以对气体流动腔进行密封。

本发明进一步设置为，四组所述吸附塔顶部设置有与其上方对应的底筒相配合的连通管，四组所述连通管顶部均匀开设有多组连通孔。

通过采用上述技术方案，连通管在对应的底筒下降时，可以被动将底筒内部的密封块顶开，进而高压气体可以通过连通孔进入至吸附塔内部进行制氧。

本发明进一步设置为，四组所述吸附塔顶部的中间位置处固定设置有固定板，所述固定板顶部固定设置有固定架，所述固定架外侧四角处皆固定设置有与固定环内壁固定连接的连接杆。

通过采用上述技术方案，起到对固定环的固定支撑作用。

本发明进一步设置为，所述固定架内部安装有输出端向上的电机，所述电机输出端固定连接有与转动环相配合的转动架。

通过采用上述技术方案，电机以及转动架起到对转动环和凸起块的驱动作用。

本发明进一步设置为，所述固定板顶部四角处的两端皆固定设置有贯穿升降板的固定杆，所述固定环内壁底端固定设置有支撑环板，所述升降板和支撑环板之间且位于每组固定杆外侧连接有第二弹簧。

通过采用上述技术方案，第二弹簧起到对底筒上升的复位作用，使底筒脱离连通管。

本发明进一步设置为，四组所述密封块顶部固定设置有与底筒内壁相配合的限位环，且限位环呈倒锥状。

通过采用上述技术方案，其余三组底筒内部的密封块在高压气体进入时，在限位环的作用下，密封块被高压气体挤压，紧密贴合底筒底部的出气口。

本发明进一步设置为，所述主体底部四角处皆固定设置有支撑脚，四组所述吸附塔底部皆连接有贯穿主体以及支撑脚的排气管，所述主体一侧开设有排气孔。

通过采用上述技术方案，支撑脚起到对本发明整体的支撑作用，排气管可以将制成的氧排出，也可以在外界设备下，将制成的氧反吹进吸附塔内部进行除氮。

本发明进一步设置为，所述固定板底部中心位置处固定设置有与四组吸附塔相配合的配合块，所述主体内部中间位置处固定设置有与四组吸附塔相配合的支撑圈。

通过采用上述技术方案，配合块和支撑圈起到对四组吸附塔的支撑固定作用，使四组吸附塔整体更加稳定。

综上所述，本发明主要具有以下有益效果：

1、本发明通过在主体内部四角处皆设置有吸附塔，转动环以及凸起块转动九十度将其中一组辊轮向下挤压，辊轮在凸起块的作用下带动配合架和底筒向下移动一端距离，使底筒下降，此时与其对应的吸附塔的连通管被动伸入底筒内部，底筒下降进而在连通管顶部的作用下，将密封块向底筒内部顶端进行挤压以及对第一弹簧进行挤压，与此同时，外界高压气体依次通过进气腔、连接管、气体流动腔、通孔、第一通气管、波纹管、第二通气管进入至底筒内部，由于密封块被连通管顶开，进而高压气体进入底筒内部通过连通孔进入至与其相对应的吸附塔内部，进而进行制氧的过程，本发明通过在每一组吸附塔上方皆设置有上述结构，进而在转动环以及凸起块每转动九十度皆可以对一组对应的吸附塔内部通入高压气体进行制氧过程，在其中一组吸附塔内部通入高压气体制氧的同时，其余三组吸附塔则同时分别进行除氮过程，四组吸附塔隔一端时间顺序依次进行制氧，不仅制氧效率较高，而且吸附塔内部除氮更加彻底，又提高了制氧的纯度，且有效的降低了需要外界电控设备对多组阀门进行控制的要求，大大降低了能源消耗；

2、本发明通过在进气架内部设置有气体流量检测计，在对一组吸附塔进行通入高压气体制氧的同时，气体流量检测计对气体流量进行监测，当达到外界设定的一组吸附塔一次最大制氧吸氮的能力时，气体流量检测计对电机发出信号，使电机通过转动架带动转动环以及凸起块转动九十度，使高压气体通过下一组底筒对与其对应的吸附塔通入高压气体制氧，而上一组制氧完成的吸附塔则通过排气管向吸附塔内部反吹氧气进行除氮，有效的提高了整体的制氧能力。

附图说明

图1为本发明的剖切图；

图2为本发明的剖视图；

图3为本发明图2的A处放大图；

图4为本发明图2的B处放大图；

图5为本发明的局部放大分解图；

图6为本发明连接状态的放大分解图；

图7为本发明自然状态的放大分解图；

图8为本发明的局部放大图；

图9为本发明底筒的内部结构分解放大图；

图10为本发明的内部结构示意图；

图11为本发明整体的结构示意图。

图中：1、主体；2、吸附塔；3、固定板；4、固定架；5、连接杆；6、固定环；7、转动环；8、限位圈；9、气体流动腔；10、固定密封板；11、进气架；12、进气腔；13、气体流量检测计；14、进气管；15、凸起块；16、通孔；17、第一通气管；18、波纹管；19、第二通气管；20、固定杆；21、升降板；22、配合架；23、辊轮；24、底筒；25、第一弹簧；26、密封块；27、连通管；28、连通孔；29、第二弹簧；30、电机；31、转动架；32、支撑环板；33、配合块；34、支撑圈；35、排气管；36、支撑脚；37、限位环；38、排气孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面根据本发明的整体结构，对其实施例进行说明。

一种高效净化低能耗的工业制氧机，如图1、图3、图4、图5、图6和图7所示，包括主体1，主体1内部四角处皆设置有吸附塔2，主体1内部位于四组吸附塔2上方固定设置有固定环6；

固定环6外侧固定设置有限位圈8，固定环6外侧设置有与限位圈8转动连接的转动环7，转动环7底部一侧固定有凸起块15，固定环6下方四角处皆固定设置有升降板21，四组升降板21外侧皆固定设置有配合架22，配合架22内部皆转动连接有位于转动环7底部的辊轮23，四组配合架22底部皆固定设置有底筒24；

固定环6内侧四角处皆设置有一侧贯穿固定环6和限位圈8且与通孔16和气体流动腔9相连通的第一通气管17，四组第一通气管17内侧底部连接有波纹管18，四组波纹管18底部外侧皆连接有延伸至底筒24内部的第二通气管19，四组底筒24内部顶端固定设置有第一弹簧25，第一弹簧25底部皆固定设置有与底筒24底部相配合的密封块26，主体1内部顶端中心位置处固定设置有贯穿主体1的进气架11，进气架11内部开设有进气腔12，进气腔12内部顶端设置有气体流量检测计13，进气架11一侧设置有进气管14，进气管14底部固定设置有与转动环7活动限位连接的固定密封板10，转动环7内部开设有气体流动腔9，转动环7内侧四角处皆设置有与气体流动腔9相连通的通孔16，且进气腔12、气体流动腔9和通孔16之间相连通，四组吸附塔2顶部设置有与其上方对应的底筒24相配合的连通管27，四组连通管27顶部均匀开设有多组连通孔28，在其中一组底筒24在凸起块15的作用下降，与此同时，外界高压气体依次通过进气腔12、进气管14、气体流动腔9、通孔16、第一通气管17、波纹管18、第二通气管19进入至底筒24内部，由于密封块26被连通管27顶开，进而高压气体进入底筒24内部通过连通孔28进入至与其相对应的吸附塔2内部，进而进行制氧的过程。

请参阅图1、图2和图5，四组吸附塔2顶部的中间位置处固定设置有固定板3，固定板3顶部固定设置有固定架4，固定架4外侧四角处皆固定设置有与固定环6内壁固定连接的连接杆5，固定架4内部安装有输出端向上的电机30，电机30输出端固定连接有与转动环7相配合的转动架31，本发明通过设置以上结构，固定架4和连接杆5起到对固定环6的固定支撑作用，电机30以及转动架31起到对转动环7和凸起块15的驱动作用。

请参阅图3、图4、图6和图7，固定板3顶部四角处的两端皆固定设置有贯穿升降板21的固定杆20，固定环6内壁底端固定设置有支撑环板32，升降板21和支撑环板32之间且位于每组固定杆20外侧连接有第二弹簧29，本发明通过设置以上结构，第二弹簧29起到对底筒24上升的复位作用，使底筒24脱离连通管27。

请参阅图9，四组密封块26顶部固定设置有与底筒24内壁相配合的限位环37，且限位环37呈倒锥状，本发明通过设置以上结构，其余三组底筒24内部的密封块26在高压气体进入时，在限位环37的作用下，密封块26被高压气体挤压，紧密贴合底筒24底部的出气口。

请参阅图1、图2、图10和图11，主体1底部四角处皆固定设置有支撑脚36，四组吸附塔2底部皆连接有贯穿主体1以及支撑脚36的排气管35，主体1一侧开设有排气孔38，固定板3底部中心位置处固定设置有与四组吸附塔2相配合的配合块33，主体1内部中间位置处固定设置有与四组吸附塔2相配合的支撑圈34，本发明通过设置以上结构，配合块33和支撑圈34起到对四组吸附塔2的支撑固定作用，使四组吸附塔2整体更加稳定，支撑脚36起到对本发明整体的支撑作用，排气管35可以将制成的氧排出，也可以在外界设备下，将制成的氧反吹进吸附塔2内部进行除氮。

本发明的工作原理为：使用时，接通电源，进气架11顶部贯穿主体1的顶部，将外界压缩后的高压气体的管道与进气架11的顶部相连接，进而外界高压气体可以通过外界管道进入至进气架11的进气腔12内部；

且在进气架11内部设置有气体流量检测计13，在对一组吸附塔2进行通入高压气体制氧的同时，气体流量检测计13对气体流量进行监测，当达到外界设定的一组吸附塔2一次最大制氧吸氮的能力时，气体流量检测计13对电机30发出信号，使电机30通过转动架31带动转动环7以及凸起块15转动九十度，使高压气体通过下一组底筒24对与其对应的吸附塔2通入高压气体制氧，而上一组制氧完成的吸附塔2则通过排气管35向吸附塔2内部反吹氧气进行除氮，有效的提高了整体的制氧能力；

具体的说，电机30带动转动环7以及凸起块15转动九十度将其中一组辊轮23向下挤压，辊轮23在凸起块15的作用下带动配合架22和底筒24向下移动一端距离，使底筒24下降，此时与其对应的吸附塔2的连通管27被动伸入底筒24内部，底筒24下降进而在连通管27顶部的作用下，将密封块26向底筒24内部顶端进行挤压以及对第一弹簧25进行挤压；

进一步的说，其余三组底筒24内部的密封块26在高压气体进入时，在限位环37的作用下，密封块26被高压气体挤压，紧密贴合底筒24底部的出气口，且其余三组辊轮23没有凸起块15对其的下压作用，以及在每组配合架和支撑环板32连接的第二弹簧29的作用下，处于自然状态，此时其余三组底筒24并没有下降与其相对应的连通管27相连通；

在其中一组底筒24在凸起块15的作用下降，与此同时，外界高压气体依次通过进气腔12、进气管14、气体流动腔9、通孔16、第一通气管17、波纹管18、第二通气管19进入至底筒24内部，由于密封块26被连通管27顶开，进而高压气体进入底筒24内部通过连通孔28进入至与其相对应的吸附塔2内部，进而进行制氧的过程；

本发明通过在每一组吸附塔2上方皆设置有上述结构，进而在转动环7以及凸起块15每转动九十度皆可以对一组对应的吸附塔2内部通入高压气体进行制氧过程，在其中一组吸附塔2内部通入高压气体制氧的同时，其余三组吸附塔2则同时分别进行除氮过程，四组吸附塔2隔一端时间顺序依次进行制氧，不仅制氧效率较高，而且吸附塔2内部除氮更加彻底，又提高了制氧的纯度，且有效的降低了需要外界电控设备对多组阀门进行控制的要求，大大降低了能源消耗。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，但本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对发明的限制，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合，本领域技术人员在阅读完本说明书后可在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下，可以根据需要对实施例做出没有创造性贡献的修改、替换和变型等，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (6)

1.一种高效净化低能耗的工业制氧机，包括主体(1)，其特征在于：所述主体(1)内部四角处皆设置有吸附塔(2)，所述主体(1)内部位于四组吸附塔(2)上方固定设置有固定环(6)；

所述固定环(6)外侧固定设置有限位圈(8)，所述固定环(6)外侧设置有与限位圈(8)转动连接的转动环(7)，所述转动环(7)底部一侧固定有凸起块(15)，所述固定环(6)下方四角处皆固定设置有升降板(21)，四组所述升降板(21)外侧皆固定设置有配合架(22)，所述配合架(22)内部皆转动连接有位于转动环(7)底部的辊轮(23)，四组所述配合架(22)底部皆固定设置有底筒(24)；

所述固定环(6)内侧四角处皆设置有一侧贯穿固定环(6)和限位圈(8)且与通孔(16)和气体流动腔(9)相连通的第一通气管(17)，四组所述第一通气管(17)内侧底部连接有波纹管(18)，四组所述波纹管(18)底部外侧皆连接有延伸至底筒(24)内部的第二通气管(19)，四组所述底筒(24)内部顶端固定设置有第一弹簧(25)，所述第一弹簧(25)底部皆固定设置有与底筒(24)底部相配合的密封块(26)，所述主体(1)内部顶端中心位置处固定设置有贯穿主体(1)的进气架(11)，所述进气架(11)内部开设有进气腔(12)，所述进气腔(12)内部顶端设置有气体流量检测计(13)，四组所述吸附塔(2)顶部设置有与其上方对应的底筒(24)相配合的连通管(27)，四组所述连通管(27)顶部均匀开设有多组连通孔(28)，四组所述吸附塔(2)顶部的中间位置处固定设置有固定板(3)，所述固定板(3)顶部固定设置有固定架(4)，所述固定架(4)外侧四角处皆固定设置有与固定环(6)内壁固定连接的连接杆(5)，所述固定架(4)内部安装有输出端向上的电机(30)，所述电机(30)输出端固定连接有与转动环(7)相配合的转动架(31)。

2.根据权利要求1所述的一种高效净化低能耗的工业制氧机，其特征在于：所述进气架(11)一侧设置有进气管(14)，所述进气管(14)底部固定设置有与转动环(7)活动限位连接的固定密封板(10)，所述转动环(7)内部开设有气体流动腔(9)，所述转动环(7)内侧四角处皆设置有与气体流动腔(9)相连通的通孔(16)，且进气腔(12)、气体流动腔(9)和通孔(16)之间相连通。

3.根据权利要求1所述的一种高效净化低能耗的工业制氧机，其特征在于：所述固定板(3)顶部四角处的两端皆固定设置有贯穿升降板(21)的固定杆(20)，所述固定环(6)内壁底端固定设置有支撑环板(32)，所述升降板(21)和支撑环板(32)之间且位于每组固定杆(20)外侧连接有第二弹簧(29)。

4.根据权利要求1所述的一种高效净化低能耗的工业制氧机，其特征在于：四组所述密封块(26)顶部固定设置有与底筒(24)内壁相配合的限位环(37)，且限位环(37)呈倒锥状。

5.根据权利要求1所述的一种高效净化低能耗的工业制氧机，其特征在于：所述主体(1)底部四角处皆固定设置有支撑脚(36)，四组所述吸附塔(2)底部皆连接有贯穿主体(1)以及支撑脚(36)的排气管(35)，所述主体(1)一侧开设有排气孔(38)。

6.根据权利要求1所述的一种高效净化低能耗的工业制氧机，其特征在于：所述固定板(3)底部中心位置处固定设置有与四组吸附塔(2)相配合的配合块(33)，所述主体(1)内部中间位置处固定设置有与四组吸附塔(2)相配合的支撑圈(34)。

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